JP5949349B2 - モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置、及びそのモータ制御装置を有する電動パワーステアリング装置に関する。

電動パワーステアリング装置に用いられるモータ制御装置として、例えば特許文献１の技術及び特許文献２の技術が知られている。
特許文献１及び特許文献２に記載のモータ制御装置では、モータをインバータにより制御する。ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号はｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊに基づいて形成される。なお、ｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊは、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊとｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊとモータ抵抗定数Ｒと定数Φとを含む方程式により算出される。

特開２０１０−２５２４８４号公報 特開２０１０−１３０７０７号公報

ところで、上記方程式に代えて、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊとｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊとモータ抵抗定数Ｒと逆起電圧定数Ｋｅとを含む方程式を用いる技術も知られている。また、モータの駆動中に、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅを更新する技術も知られている。この技術によれば、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅの値を固定値とした場合に比べて、ｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊを精確に算出することができる。しかし、モータ抵抗定数Ｒが精確に更新されない場合がある。このとき、ｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊのそれぞれが目標値から乖離する。この結果、トルクリップル等の問題の解消せず、電動パワーステアリング装置の操舵フィーリングが低下といった問題が生じる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数を更新するモータ制御装置において、モータ抵抗定数を精確に更新することができるモータ制御装置、及びそのモータ制御装置を有した電動パワーステアリング装置を提供することにある。

（１）請求項１に記載のモータ制御装置は、ｄ軸指令電流とｑ軸指令電流とモータ抵抗定数と逆起電圧定数とを用いてｄ軸指令電圧及びｑ軸指令電圧を算出し、前記ｄ軸指令電圧及び前記ｑ軸指令電圧に基づいてモータを制御するモータ制御装置において、前記ｄ軸指令電流は、前記モータの回転角速度の増大にともなって前記ｄ軸指令電流を大きい値に設定する設定マップに基づいて設定されるものであり、前記モータ抵抗定数の更新と前記逆起電圧定数の更新とを切り替えるための更新切替設定値が、前記設定マップにおいて前記ｄ軸指令電流が設定値よりも小さい値にあるときの前記回転角速度の範囲内かつ前記モータの高回転域範囲内に設定され、前記モータの前記回転角速度が前記更新切替設定値未満のとき、前記モータ抵抗定数を更新し、前記モータの前記回転角速度が前記更新切替設定値以上のとき、前記逆起電圧定数を更新する。

モータ抵抗定数と逆起電圧定数とは互いに影響し合う関係にある。
すなわち、モータ抵抗定数は、逆起電圧定数の大きさによって変化する。また、逆起電圧定数は、モータ抵抗定数の大きさによって変化する。このため、モータ抵抗定数及び逆起電圧定数を同時に更新することは好ましくない。

そこで、本技術では、モータの回転角速度が更新切替設定値未満のとき、モータ抵抗定数を更新する。モータの回転角速度が更新切替設定値以上のとき、逆起電圧定数を更新する。これにより、モータ抵抗定数及び逆起電圧定数を精確に更新することが可能となる。

また、本技術では、ｄ軸指令電流が設定値よりも小さい値にあるときの回転角速度の範囲内かつモータの回転角速度の高回転域内に、更新切替設定値を設定する。これにより、モータ抵抗定数を精確に更新することができる。

（２）請求項２に記載のモータ制御装置は、ｄ軸指令電流とｑ軸指令電流とモータ抵抗定数と逆起電圧定数とを用いてｄ軸指令電圧及びｑ軸指令電圧を算出し、前記ｄ軸指令電圧及び前記ｑ軸指令電圧に基づいてモータを制御するモータ制御装置において、前記ｄ軸指令電流は、前記モータの回転角速度の増大にともなって前記ｄ軸指令電流を大きい値に設定する設定マップに基づいて設定されるものであり、前記モータ抵抗定数の更新と前記逆起電圧定数の更新とを切り替えるための第１更新切替設定値及び前記第１更新切替設定値よりも大きい第２更新切替設定値が、前記設定マップにおいて前記ｄ軸指令電流が設定値よりも小さい値にあるときの前記回転角速度の範囲内かつ前記モータの高回転域範囲内に設定され、前記モータの前記回転角速度が前記第１更新切替設定値よりも大きい値から前記回転角速度が前記第１更新切替設定値よりも小さい値になるとき、前記モータ抵抗定数を更新し、前記モータの前記回転角速度が前記第２更新切替設定値よりも小さい値から前記回転角速度が前記第２更新切替設定値よりも大きい値になるとき、前記逆起電圧定数を更新する。

更新切替設定値が１つだけ設定されている場合、モータの回転角速度が更新切替設定値を跨いで前後に変化するとき、逆起電圧定数の更新とモータ抵抗定数Ｒの更新とが連続的に切り替わるといった事態が生じるおそれがある。これに対して、上記したように第１更新切替設定値と第２更新切替設定値とを設定する場合には、逆起電圧定数の更新とモータ抵抗定数の更新とが連続的に切り替わるといった事態の発生が抑制される。

（３）請求項３に記載のモータ制御装置は、請求項１または２に記載のモータ制御装置において、前記モータの高回転域範囲は、前記モータのモータトルクが最大定格よりも小さくなる回転角速度範囲である、という構成を有する。この構成では、モータのトルク特性グラフにおいてモータのモータトルクが最大定格よりも小さくなる回転角速度範囲において、更新切替設定値が設定される。

（４）請求項４に記載のモータ制御装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、前記モータの前記回転角速度が前記更新切替設定値未満または第１更新切替設定値未満という条件に加えて、前記ｑ軸指令電流が設定電流値よりも大きいという条件が成立するとき、前記モータ抵抗定数を更新する。

モータ抵抗定数の更新は、ｑ軸指令電流の値が大きい程、算出されるモータ抵抗定数と実際のモータ抵抗定数との差（すなわち誤差）が小さくなる。このため、この構成によれば、ｑ軸指令電流が設定電流値よりも小さいときに比べて、モータ抵抗定数を精確に更新することができる。

（５）請求項５に記載の電動パワーステアリング装置は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置を有する。上記モータ制御装置は、ｄ軸指令電圧及びｑ軸指令電圧を精確に算出することができるため、電動パワーステアリング装置の操舵フィーリングが向上する。すなわち、この構成によれば、操舵フィーリングの高い電動パワーステアリング装置を提供することができる。

実施形態の電動パワーステアリング装置を模式的に示す模式図。 ｄｑ軸座標系を説明する図。 実施形態のモータ制御装置を示すブロック図。 ｄ軸指令電流を設定するための設定マップの一例を示す図。 実施形態のモータ制御装置が実行するＰＷＭ信号形成処理のフローチャート。 実施形態のモータ制御装置が実行する定数更新処理のフローチャート。 実施形態のモータ制御装置について、更新切替設定値の切替設定範囲を示す図。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、回転角速度、モータ抵抗定数及び逆起電圧定数の経時変化を示す図。

図１を参照して、実施形態に係る電動パワーステアリング装置を説明する。
電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール２の回転を転舵輪３に伝達する操舵角伝達機構１０と、ステアリングホイール２の操作を補助するための力（以下、「アシスト力」）を操舵角伝達機構１０に付与するＥＰＳアクチュエータ２０と、ＥＰＳアクチュエータ２０を制御するモータ制御装置３０とを備える。電動パワーステアリング装置１には、これら装置の動作状態を検出する複数のセンサが設けられている。

操舵角伝達機構１０は、ステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１３に伝達するラックアンドピニオン機構１２と、タイロッド１４を操作するラック軸１３と、ナックルアーム１５を操作するタイロッド１４とを備える。

ＥＰＳアクチュエータ２０は、モータ２１と、モータ２１の回転を減速する減速機構２２とを備える。モータ２１の回転は減速機構２２により減速されてステアリングシャフト１１に伝達される。このときにモータ２１からステアリングシャフト１１に付与されるモータトルクがアシスト力として作用する。

モータ２１は、ブラシレスモータにより構成されている。モータ２１は、永久磁石により構成されるロータ２１ａ（図２参照）と、３相の巻線（ｕ相、ｖ層、ｗ相）により構成されるステータ２１ｂとを有する。また、モータ２１には、ロータ２１ａの位置（以下、「ロータ角度θ」という。）を検出するための位置センサ３３（図３参照）が取り付けられている。位置センサ３３は、例えば、レゾルバ、ホール素子または光学素子により構成されている。

操舵角伝達機構１０は次のように動作する。
ステアリングホイール２が操作されたとき、アシスト力がステアリングシャフト１１に付与されて、ステアリングシャフト１１が回転する。ステアリングシャフト１１の回転運動は、ラックアンドピニオン機構１２によりラック軸１３の直線運動に変換される。ラック軸１３は、ラック軸１３の端に取り付けられたタイロッド１４を介してナックルアーム１５を動かして、転舵輪３の舵角を変更する。

電動パワーステアリング装置１には、トルクセンサ３１及び車速センサ３２が取り付けられている。
トルクセンサ３１は、ステアリングホイール２の操作によりステアリングシャフト１１に付与されたトルクの大きさに応じた信号（以下、「操舵トルクτ」という。）を出力する。車速センサ３２は、転舵輪３の回転角速度に応じた信号（以下、「車速ｖ」という。）を出力する。

モータ制御装置３０は、操舵トルクτ及び車速ｖに基づいてｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊ及びｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊを設定する。また、モータ制御装置３０は、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊ及びｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊを用いてｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊを形成し、ｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊを座標変換する。更に、モータ制御装置３０は、モータ２１を制御するためのＰＷＭ信号を形成し、このＰＷＭ信号に基づいてモータ２１を制御する。

図２に、モータ２１の３相座標系とｄｑ軸座標系との関係を示す。
ｄ軸は、モータ２１のロータ２１ａの磁束方向に沿った軸である。
ｑ軸は、モータ２１が生成するモータトルクＴｍの方向に沿った軸である。

ｑ軸はｄ軸に直交する。すなわち、ｄ軸とｑ軸は直交座標系を構成する。ｄｑ軸座標系はロータ２１ａと同期して回転する。ロータ２１ａのロータ角度θは、３相座標に対する角度として定義される。例えば、ロータ角度θは、図２に示すように、ｕ相の方向を基準軸として設定される角度である。

以下に、モータ制御装置３０の構成を説明する。
モータ制御装置３０は、ＰＷＭ信号を形成する第１回路群４０を備えている。第１回路群４０は、目標電流設定回路４１と、モータ電圧形成回路４２と、第１座標変換回路４３と、ＰＷＭ信号形成回路４４と、モータ駆動回路４５とを備えている。

モータ制御装置３０は、更に、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅを更新するための第２回路群５０を備えている。第２回路群５０は、第２座標変換回路５１と、更新回路５２と、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅを記憶する記憶部５３とを備えている。

モータ制御装置３０は、更に、位置センサ３３からの出力信号に基づいてロータ２１ａの位置を算出する角度算出回路６１と、角度算出回路６１からの出力に基づいてモータ２１の回転角速度ωを算出する回転角速度算出回路６２とを備えている。

モータ制御装置３０の各要素について説明する。
目標電流設定回路４１では、操舵トルクτ及び車速ｖまたは回転角速度ωに基づいて、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊ及びｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊを設定する。

ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊの設定では、モータ２１の回転角速度ωをパラメータとする設定マップを用いる。
ｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊの設定では、操舵トルクτ及び車速ｖをパラメータとする設定マップを用いる。

図４に、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊの設定に用いる設定マップの一例を示す。
ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊの設定に用いる設定マップは、弱め磁束制御を行うための設定マップである。

ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊは次のように設定されている。
ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊは、モータ２１の回転角速度ωが小さいとき、略「０」である。モータ２１の回転角速度ωが第１設定値ω１の付近にあるところでは、モータ２１の回転角速度ωの増大に対しｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが徐々に増大する。モータ２１の回転角速度ωが第２設定値ω２の付近にあるところでは、モータ２１の回転角速度ωの増大に対しｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが急峻に増大する。モータ２１の回転角速度ωが第３設定値ω３よりも大きい範囲では、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊがモータ２１の回転角速度ωの増大に対し徐々に増大する。

モータ電圧形成回路４２（図３参照）は、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊ及びｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊとを用いて、次の（１）式及び（２）式に基づいてｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊとｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊを算出する。

・「Ｖｄｏｂｊ」は、ｄ軸指令電圧を示す。
・「Ｖｑｏｂｊ」は、ｑ軸指令電圧を示す。
・「ｉｄｏｂｊ」は、ｄ軸指令電流を示す。
・「ｉｑｏｂｊ」は、ｑ軸指令電流を示す。
・「Ｌｄ」は、ｄ軸自己インダクタンスを示す。
・「Ｌｑ」は、ｑ軸自己インダクタンスを示す。
・「Ｒ」は、モータ抵抗定数を示す。
・「Ｋｅ」は、逆起電圧定数を示す。
・「ω」は、モータ２１の回転角速度を示す。
・「Ｐ」は、微分演算子（ｄ／ｄｔ）を示す。

ｄ軸自己インダクタンスＬｄ及びｑ軸自己インダクタンスＬｑは定数である。
モータ抵抗定数Ｒとしては、記憶部５３にモータ抵抗定数Ｒとして記憶されている値が用いられる。

逆起電圧定数Ｋｅとしては、記憶部５３に逆起電圧定数Ｋｅとして記憶されている値が用いられる。
モータ２１の回転角速度ωとしては、回転角速度算出回路６２から出力される値が用いられる。

第１座標変換回路４３は、モータ電圧形成回路４２により算出されたｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊの座標変換処理を行い、モータ２１の３相に対応する電圧、すなわちｕ相指令電圧Ｖｕ、ｖ相指令電圧Ｖｖ、及びｗ相指令電圧Ｖｗを形成する。

ＰＷＭ信号形成回路４４は、ｕ相指令電圧Ｖｕ、ｖ相指令電圧Ｖｖ、及びｗ相指令電圧Ｖｗに基づいてＰＷＭ信号を形成する。
モータ駆動回路４５は、ＰＷＭ信号に基づいて電力をモータ２１に供給する。モータ駆動回路４５は、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ（Power-Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング素子を含むインバータ回路により、構成されている。

モータ駆動回路４５とモータ２１とは、３本の配線２１ｃ，２１ｄ，２１ｅにより接続されている。
ｕ相に接続されている配線２１ｃには、ｕ相の巻線に流れる電流（以下、「ｕ相電流ｉｕ」という。）を検出するｕ相電流センサ３４が取付けられている。

ｖ相に接続されている配線２１ｄには、ｖ相の巻線に流れる電流（以下、「ｖ相電流ｉｖ」）を検出するｖ相電流センサ３５が取付けられている。
第２座標変換回路５１は、ｕ相電流ｉｕ及びｖ相電流ｉｖに基づいてｗ相電流ｉｗを算出する。また、第２座標変換回路５１は、ｕ相電流ｉｕ、ｖ相電流ｉｖ、及びｗ相電流ｉｗの座標変換処理を行い、モータ２１のｄ軸電流（以下、「ｄ軸測定電流ｉｄ」という。）及びｑ軸電流（以下、「ｑ軸測定電流ｉｑ」という。）を形成する。

更新回路５２は、記憶部５３に記憶されているモータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅを、モータ状態に対応した値に逐次更新するための回路である。具体的には、次のように、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅを更新する。

第１条件が成立するとき、モータ抵抗定数Ｒを（３）式に基づいて更新する。
第１条件とは、（Ａ）モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωα未満であること、及び（Ｂ）ｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊが設定電流値ｉαよりも大きいこと、の両者（（Ａ）及び（Ｂ））が成立することである。

第２条件が成立するとき、逆起電圧定数Ｋｅを（４）式に基づいて更新する。
第２条件とは、（Ｃ）モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωα以上であることである。

・「Ｖｄｏｂｊ」は、ｄ軸指令電圧を示す。
・「Ｖｑｏｂｊ」は、ｑ軸指令電圧を示す。
・「ｉｄ」は、ｄ軸測定電流を示す。
・「ｉｑ」は、ｑ軸測定電流を示す。
・「Ｌｄ」は、ｄ軸自己インダクタンスを示す。
・「Ｌｑ」は、ｑ軸自己インダクタンスを示す。
・「Ｒ」は、モータ抵抗定数を示す。
・「Ｋｅ」は、逆起電圧定数を示す。
・「ω」は、モータ２１の回転角速度を示す。
・「Ｐ」は、微分演算子（ｄ／ｄｔ）を示す。

記憶部５３は、更新回路５２で算出されたモータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅを記憶する。また、記憶部５３に記憶されているモータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅは、ｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊを算出するときにモータ電圧形成回路４２により参照される。

次に、モータ制御装置３０の動作について説明する。
図５に、モータ制御装置３０が実行するＰＷＭ信号形成処理の手順を示す。
ＰＷＭ信号形成処理では、ＰＷＭ信号を形成する。

ステップＳ１１０では、モータ制御装置３０が操舵トルクτ及び車速ｖを取得する。なお、ここでの「取得」とは、モータ制御装置３０に入力される操舵トルクτ及び車速ｖをモータ制御装置３０が一時的に記憶することを示す。

ステップＳ１２０では、操舵トルクτ及び車速ｖをｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊ用の設定マップに照らして、ｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊを設定する。また、モータ２１の回転角速度ωをｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊ用の設定マップに照らして、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊを設定する。

ステップＳ１３０では、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊ及びｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊを用いて、上記（１）式及び（２）式に基づいてｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊを算出する。なお、ここでは、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅとして、記憶部５３に記憶されている値を用いる。

ステップＳ１４０では、ステップ１３０において算出されたｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊの座標変換処理を行って、ｕ相指令電圧Ｖｕ、ｖ相指令電圧Ｖｖ、及びｗ相指令電圧Ｖｗを形成する。

ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０において算出されたｕ相指令電圧Ｖｕ、ｖ相指令電圧Ｖｖ及びｗ相指令電圧Ｖｗに基づいて、ＰＷＭ信号を形成する。ＰＷＭ信号は、モータ駆動回路４５に出力される。

図６には、モータ制御装置３０が実行する定数更新処理の手順を示す。
定数更新処理では、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅを更新する。
ステップＳ２１０では、モータ制御装置３０がモータ２１の回転角速度ωを取得する。なお、ここでの「取得」とは、モータ制御装置３０に入力される回転角速度ωをモータ制御装置３０が一時的に記憶することを示す。

ステップＳ２２０では、モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωα未満であるか否かについて判定する。ステップＳ２２０の判定が肯定されるとき、すなわち、モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωα未満であるときは、ステップＳ２３０に移行する。そして、ステップＳ２３０において、ｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊが設定電流値ｉαよりも大きいか否かについて判定する。ここで、ｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊが設定電流値ｉαよりも大きいときには、モータ抵抗定数Ｒを算出して、記憶部５３に記憶されているモータ抵抗定数Ｒの値を新たに算出した値に変更する（すなわち、モータ抵抗定数Ｒの算出及び更新）。一方、ステップＳ２３０において判定が否定されるとき、すなわち、ｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊが設定電流値ｉα以下のときは、モータ抵抗定数Ｒの更新は実行されない。

ステップＳ２２０において判定が否定されるとき、すなわち、モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωα以上であるときは、ステップＳ２５０に移行する。ステップＳ２５０では、逆起電圧定数Ｋｅを算出して、記憶部５３に記憶されている逆起電圧定数Ｋｅの値を新たに算出した値に更新する（すなわち、逆起電圧定数Ｋｅの算出及び更新）。

以上のように、モータ２１のモータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅを更新する。この更新の理由は次の通りである。
モータ２１の周囲温度等によってモータ抵抗定数Ｒの大きさが変化する。このため、実際のモータ２１のモータ抵抗定数Ｒが記憶部５３に記憶されている値から乖離することがある。このため、記憶部５３に記憶されているモータ抵抗定数Ｒを実際のモータ抵抗定数Ｒと近い値にするために、モータ抵抗定数Ｒの値を更新する。

なお、モータ２１のｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊが大きいとき上記（３）式における算出誤差が小さくなることから、モータ抵抗定数Ｒの更新は、ｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊが所定値（設定電流値ｉα）よりも大きいときに行われる。

逆起電圧定数Ｋｅの大きさは、モータ２１の回転角速度ωの大きさによって変化する。このため、仮にモータ２１の回転角速度ωの大きさに関係なく逆起電圧定数Ｋｅを固定値として、上記（１）式及び（２）式によりｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊを算出した場合には、ｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊの算出精度が低下するおそれがある。ｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊの算出精度の低下を抑制するためには、ｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊの算出時に、この算出時のモータ２１の回転角速度ωに対応した逆起電圧定数Ｋｅを用いることが好ましい。

また、逆起電圧定数Ｋｅは、モータ２１の回転角速度ωが小さいときは略一定である一方、モータ２１の回転角速度ωが大きいときに大きく変動する。すなわち、モータ２１の回転角速度ωが大きいとき、記憶部５３に記憶されている逆起電圧定数Ｋｅの値と実際の逆起電圧定数Ｋｅとの値との間に大きな乖離が生じるおそれがある。このため、モータ２１の回転角速度ωが大きいときに逆起電圧定数Ｋｅを周期的に更新することが好ましい。このようなことから、回転角速度ωが大きい値のときに、逆起電圧定数Ｋｅの更新を行う。

ところで、上記（３）式及び（４）式に示されるように、モータ抵抗定数Ｒを示す方程式には、逆起電圧定数Ｋｅが含まれている。また、逆起電圧定数Ｋｅを示す方程式にはモータ抵抗定数Ｒが含まれている。このため、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅは互いに干渉し、一方が不安定になれば、他方も不安定になる関係にある。そこで、定数更新処理で示したように、モータ抵抗定数Ｒの更新と逆起電圧定数Ｋｅの更新とが同じ時期に行われないようにしている。すなわち、モータ２１の回転角速度ωをパラメータとして更新切替設定値ωαを境目にして、更新切替設定値ωα未満の範囲ではモータ抵抗定数Ｒだけを更新し、更新切替設定値ωα以上の範囲では逆起電圧定数Ｋｅだけを更新する。

すなわち、更新切替設定値ωαは、モータ抵抗定数Ｒの更新と逆起電圧定数Ｋｅの更新の境目を設定する値である。
更新切替設定値ωαは、モータ２１の回転角速度ωにおいて所定の設定範囲（以下、「切替設定範囲ＲＡ」という。）内に設定されている。

図７を参照して、切替設定範囲ＲＡの一例について説明する。
更新切替設定値ωαは次に示す条件を満たす切替設定範囲ＲＡ内に設定される。
切替設定範囲ＲＡの上限は、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊの設定用の設定マップにおいて、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが設定値βにあるときの回転角速度ωβに設定されている。

設定値βは次のように設定される。
ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが「０」において算出した逆起電圧定数Ｋｅと、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが設定値Ｘにおいて算出した逆起電圧定数Ｋｅとが誤差範囲内で同じ値になることを条件として、この設定値Ｘの範囲を求める。設定値Ｘの範囲の上限値が設定値βに設定される。このことは、更新切替設定値ωαを、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが小さい値に設定される回転角速度ωの範囲（ｄ軸小電流範囲）に設定することを示す。

更新切替設定値ωαの切替設定範囲ＲＡの下限値は、モータトルクＴｍとモータ２１の回転角速度ωとの関係を示すトルク特性グラフにおいて回転角速度ωの増大に対してモータトルクＴｍが低下し始める付近の回転角速度ω（以下、この値を「回転角速度ωγ」とする。）に設定されている。このことは、更新切替設定値ωαをモータ２１の高回転域範囲に設定することを示す。

すなわち、更新切替設定値ωαの切替設定範囲ＲＡは、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが小さい値に設定される回転角速度ωの範囲（ｄ軸小電流範囲）であり、かつモータ２１の回転角速度ωが高い領域（高回転域）に設定されている。

図８を参照して、更新切替設定値ωαの切替設定範囲ＲＡが上記のように制限される理由を説明する。
図８は、更新切替設定値ωαの設定の仕方の違いによって、モータ抵抗定数Ｒの更新の態様及び逆起電圧定数Ｋｅの更新の態様が異なることを示す。

図８（ａ）は、更新切替設定値ωαが切替設定範囲ＲＡの上限を超えるところに設定されている場合において、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅの更新値の変化態様を示す。図８（ｂ）は、更新切替設定値ωαが上記の切替設定範囲ＲＡ内に設定されている場合において、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅの更新値の変化態様を示す。

図８（ａ）及び図８（ｂ）の共通事項は次のとおりである。
時刻が時間ｔ０から時間ｔ１までは、モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωαよりも大きい。この時間帯では、モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωαよりも大きいため、逆起電圧定数Ｋｅが周期的に更新されている。一方、モータ抵抗定数Ｒは、更新されない。このため、時間ｔ０から時間ｔ１までの時間帯においては、モータ抵抗定数Ｒの値は一定値である。

時刻が時間ｔ１を超えたとき、モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωαよりも小さくなるため、更新される定数が切り替わる。すなわち、モータ抵抗定数Ｒが周期的に更新される。一方、逆起電圧定数Ｋｅは更新されない。

ところで、図８（ａ）に示すように、更新切替設定値ωαが切替設定範囲ＲＡの上限を超えるところに設定されている場合、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが「０」付近の値よりも大きい値であるときに更新処理により記憶部５３に記憶された逆起電圧定数Ｋｅの値が、モータ抵抗定数Ｒの更新の算出のための逆起電圧定数Ｋｅとして用いられる。

一方、図８（ｂ）に示すように、更新切替設定値ωαが切替設定範囲ＲＡ内に設定されている場合は、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが「０」付近の値にあるときに更新処理により記憶部５３に記憶された逆起電圧定数Ｋｅの値が、モータ抵抗定数Ｒの更新の算出のための逆起電圧定数Ｋｅとして用いられる。

更新切替設定値ωαが切替設定範囲ＲＡ内に設定されているか否かによる相違は、次に示す作用の相違をもたらす。
（３）式によれば、モータ抵抗定数Ｒを精確に算出するためには、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが「０」とみなすことができるときに、モータ抵抗定数Ｒを算出することが好ましい。このため、上記（３）式に基づいて精確にモータ抵抗定数Ｒを算出するためには、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが「０」または「０」付近にあるときの逆起電圧定数Ｋｅを用いることが好ましい。しかし、図８（ａ）のように、更新切替設定値ωαが切替設定範囲ＲＡの上限を超えるところに設定されている場合、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが「０」付近の値よりも大きい値にあるときに更新対象の定数が切り替わる。このため、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが「０」付近の値よりも大きい値にあるときに更新処理して記憶部５３に記憶された逆起電圧定数Ｋｅが、その後のモータ抵抗定数Ｒの更新のための逆起電圧定数Ｋｅの値として用いられる。このような理由から、更新切替設定値ωαが切替設定範囲ＲＡの上限を超えるところに設定されている場合は、更新により得られるモータ抵抗定数Ｒが実際のモータ抵抗定数Ｒから乖離するおそれがある。

これに対して、図８（ｂ）のように、更新切替設定値ωαが切替設定範囲ＲＡ内に設定されている場合は、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが「０」付近にあるときに、更新対象の定数が切り替わる。このため、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが「０」付近にあるときに更新処理して記憶部５３に記憶された逆起電圧定数Ｋｅが、その後のモータ抵抗定数Ｒの更新のための逆起電圧定数Ｋｅの値として用いられる。このような理由から、更新切替設定値ωαが切替設定範囲ＲＡ内に設定されている場合は、更新により得られるモータ抵抗定数Ｒが実際のモータ抵抗定数Ｒから乖離することが抑制される。すなわち、モータ抵抗定数Ｒが精確に更新される。

以上のような理由により、更新切替設定値ωαが切替設定範囲ＲＡ内に設定されている場合は、更新切替設定値ωαが切替設定範囲ＲＡの上限を超えるところに設定される場合に比べて、モータ抵抗定数Ｒが精確に更新される。

なお、更新切替設定値ωαの切替設定範囲ＲＡの下限値を上記のように設定した理由は次のとおりである。
更新切替設定値ωαの切替設定範囲ＲＡの下限値を、上記に示した切替設定範囲ＲＡの下限よりも更に小さい値に設定することも可能であるが、更新切替設定値ωαの切替設定範囲ＲＡの下限値を小さくし過ぎた場合、モータ抵抗定数Ｒを更新する機会が少なくなる。このため、更新切替設定値ωαの切替設定範囲ＲＡの下限値は、上記に示すように、モータトルクＴｍとモータ２１の回転角速度ωとの特性グラフにおいて、モータ２１の回転角速度ωの増大に対してモータトルクＴｍが低下し始める付近の値（回転角速度ωγ）に設定されている。

本実施形態によれば以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊ用の設定マップにおいてｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが設定値βよりも小さい値にあるときの回転角速度ωの範囲内かつモータ２１の高回転域範囲内に、更新切替設定値ωαが設定されている。そして、モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωα未満のとき、モータ抵抗定数Ｒを更新する。モータ２１の前記回転角速度ωが前記更新切替設定値ωα以上のとき、逆起電圧定数Ｋｅを更新する。

本技術では、モータ抵抗定数Ｒの更新と逆起電圧定数Ｋｅの更新とを、モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωαよりも小さいか否かに基づいて行う。これにより、モータ抵抗定数Ｒ及び逆起電圧定数Ｋｅを精確に更新することが可能となる。

また、本技術では、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊの設定マップにおいてｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊが小さい値にあるときの回転角速度ωの範囲内かつモータ２１の高回転域範囲内に、更新切替設定値ωαを設定する。これにより、モータ抵抗定数Ｒが精確に更新される。

（２）本実施形態では、モータ２１の回転角速度ωの高回転域は、モータ２１のトルク特性グラフにおいてモータ２１のモータトルクＴｍが最大定格よりも小さくなる回転角速度範囲である。この構成の場合、モータ２１のモータトルクＴｍが最大定格よりも小さくなる回転角速度範囲に、更新切替設定値ωαが設定される。

（３）本実施形態では、モータ抵抗定数Ｒの更新条件として、モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωα未満のときという条件のほかに、ｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊが設定電流値ｉαよりも大きいという条件を加える。

モータ抵抗定数Ｒの更新処理によれば、ｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊの値が大きい程、算出されるモータ抵抗定数Ｒと実際のモータ抵抗定数Ｒとの差（すなわち誤差）が小さくなる。このため、ｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊが設定電流値ｉαよりも小さいときに比べて、モータ抵抗定数Ｒを精確に更新することができる。

（４）本実施形態の電動パワーステアリング装置１は上記構成のモータ制御装置３０を有する。上記モータ制御装置３０は、ｄ軸指令電圧Ｖｄｏｂｊ及びｑ軸指令電圧Ｖｑｏｂｊを精確に算出するため、電動パワーステアリング装置１の操舵フィーリングが向上する。すなわち、この構成によれば、操舵フィーリングの高い電動パワーステアリング装置１を提供することができる。

（変形例）
なお、本技術に係る実施態様は上記実施形態に例示した態様に限られるものではない。例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また、以下の変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではない。

・上記実施形態では、更新切替設定値ωαを切替設定範囲ＲＡ内において１つだけ設定しているが、これを次のように、切替設定範囲ＲＡ内に２個（以下、第１更新切替設定値ωα１及び第２更新切替設定値ωα２）設定することもできる。

第２更新切替設定値ωα２は、第１更新切替設定値ωα１よりも大きい値とする。そして、第１更新切替設定値ωα１は、モータ２１の回転角速度ωが小さくなる過程において、逆起電圧定数Ｋｅの更新とモータ抵抗定数Ｒとを切り替えるための設定値とする。第２更新切替設定値ωα２は、モータ２１の回転角速度ωが大きくなる過程において、逆起電圧定数Ｋｅの更新とモータ抵抗定数Ｒの更新とを切り替えるための設定値とする。

これにより以下の効果がある。
更新切替設定値ωαを切替設定範囲ＲＡに１つだけ設定する場合には、モータ２１の回転角速度ωが更新切替設定値ωαを跨いで前後に変化するとき、逆起電圧定数Ｋｅの更新とモータ抵抗定数Ｒの更新とが連続的に切り替わるといった事態（以下、「切替チャタリング現象」という。）が生じるおそれがある。これに対して、上記したように第１更新切替設定値ωα１と第２更新切替設定値ωα２とを切替設定範囲ＲＡに２個設定する場合には、切替チャタリング現象の発生が抑制される。

・上記実施形態では、本技術を３相ブラシレスモータに適用しているが、本技術の適用はこの種のモータに限定されない。すなわち、本技術は、ｄ軸指令電流ｉｄｏｂｊ及びｑ軸指令電流ｉｑｏｂｊで制御可能な構造を有するモータ２１に適用され得る。

・上記実施形態では、コラム型の電動パワーステアリング装置１に本技術を適用しているが、ピニオン型およびラックアシスト型の電動パワーステアリング装置１に対しても本技術を適用することができる。この場合にも、上記実施形態に準じた構成を採用することにより、同実施形態の効果に準じた効果が得られる。

１…電動パワーステアリング装置、２…ステアリングホイール、３…転舵輪、１０…操舵角伝達機構、１１…ステアリングシャフト、１２…ラックアンドピニオン機構、１３…ラック軸、１４…タイロッド、１５…ナックルアーム、２０…ＥＰＳアクチュエータ、２１…モータ、２１ａ…ロータ、２１ｂ…ステータ、２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ…配線、２２…減速機構、３０…モータ制御装置、３１…トルクセンサ、３２…車速センサ、３３…位置センサ、３４…ｕ相電流センサ、３５…ｖ相電流センサ、４０…第１回路群、４１…目標電流設定回路、４２…モータ電圧形成回路、４３…第１座標変換回路、４４…ＰＷＭ信号形成回路、４５…モータ駆動回路、５０…第２回路群、５１…第２座標変換回路、５２…更新回路、５３…記憶部、６１…角度算出回路、６２…回転角速度算出回路。

Claims (5)

1. ｄ軸指令電流とｑ軸指令電流とモータ抵抗定数と逆起電圧定数とを用いてｄ軸指令電圧及びｑ軸指令電圧を算出し、前記ｄ軸指令電圧及び前記ｑ軸指令電圧に基づいてモータを制御するモータ制御装置において、
   前記ｄ軸指令電流は、前記モータの回転角速度の増大にともなって前記ｄ軸指令電流を大きい値に設定する設定マップに基づいて設定されるものであり、
   前記モータ抵抗定数の更新と前記逆起電圧定数の更新とを切り替えるための更新切替設定値が、前記設定マップにおいて前記ｄ軸指令電流が設定値よりも小さい値にあるときの前記回転角速度の範囲内かつ前記モータの高回転域範囲内に設定され、
   前記モータの前記回転角速度が前記更新切替設定値未満のとき、前記モータ抵抗定数を更新し、
   前記モータの前記回転角速度が前記更新切替設定値以上のとき、前記逆起電圧定数を更新する
   ことを特徴とするモータ制御装置。
2. ｄ軸指令電流とｑ軸指令電流とモータ抵抗定数と逆起電圧定数とを用いてｄ軸指令電圧及びｑ軸指令電圧を算出し、前記ｄ軸指令電圧及び前記ｑ軸指令電圧に基づいてモータを制御するモータ制御装置において、
   前記ｄ軸指令電流は、前記モータの回転角速度の増大にともなって前記ｄ軸指令電流を大きい値に設定する設定マップに基づいて設定されるものであり、
   前記モータ抵抗定数の更新と前記逆起電圧定数の更新とを切り替えるための第１更新切替設定値及び前記第１更新切替設定値よりも大きい第２更新切替設定値が、前記設定マップにおいて前記ｄ軸指令電流が設定値よりも小さい値にあるときの前記回転角速度の範囲内かつ前記モータの高回転域範囲内に設定され、
   前記モータの前記回転角速度が前記第１更新切替設定値よりも大きい値から前記回転角速度が前記第１更新切替設定値よりも小さい値になるとき、前記モータ抵抗定数を更新し、
   前記モータの前記回転角速度が前記第２更新切替設定値よりも小さい値から前記回転角速度が前記第２更新切替設定値よりも大きい値になるとき、前記逆起電圧定数を更新する
   ことを特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項１または２に記載のモータ制御装置において、
   前記モータの高回転域範囲は、前記モータのモータトルクが最大定格よりも小さくなる回転角速度範囲である
   ことを特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
   前記モータの前記回転角速度が前記更新切替設定値未満または第１更新切替設定値未満という条件に加えて、前記ｑ軸指令電流が設定電流値よりも大きいという条件が成立するとき、前記モータ抵抗定数を更新する
   ことを特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置を有する電動パワーステアリング装置。